التحليل الطاقي والاقتصادي والبيئي لمنظومة طاقة الخلايا الشمسية متصلة مع منظومة هيدروجين لتغطية الحمل الكهربائي لمنطقة حضرية

الملخص

يعد التحول إلى مصادر الطاقات المتجددة أمرا بالغ الأهمية في الحد من التدهور البيئي؛ جراء استخدام الوقود الأحفوري في إنتاج الطاقة. وقد برز الهيدروجين الأخضر كحل واعد لتخزين الطاقة واستخدامها لضمان موثوقية الطاقة واستقرار النظام. تهدف هذه الدراسة إلى إجراء تصميم وتحليل نظام طاقة شمسية كهروضوئية معزول عن الشبكة العامة للكهرباء متصل بمنظومة هيدروجين كمصدر لتخزين الطاقة؛ لإمداد منطقة وادي الشاطي في ليبيا بالطاقة الكهربائية كبديل لاستخدام الطاقة المتولدة من الوقود الأحفوري . تتكون المنظومة المقترحة من حقل للألواح الشمسية الكهروضوئية بقدرة 625.5 ميجاوات، وخلية وقود بقدرة 177 ميجاوات، ومحلل كهربائي بقدرة 337 ميجاوات، وخزان هيدروجين بسعة 24,285مترمكعب. وكما ألحق بمنظومة الهيدروجين محطة تحلية مياه بقدرة إنتاجية 186,000 متر مكعب في الساعة وبقدرة 400 كيلووات، وكذلك محطة ضغط الهيدروجين بقدرة 4.1 ميجاوات.  وأظهرت النتائج أن النظام المقترح قادر على تغطية الحمل بالكامل بتكلفة استثمارية قدرها 1,742 مليون دولار، وقدرت التكلفة المستوية للطاقة بحوالي 338 دولار/ميجاوات ساعة، وإن فترة استرداد راس المال 16.64 سنة، وأن النظام يسهم في خفض الانبعاثات الكربونية بحوالي 611,849 طن CO2 سنويا. تعكس هذه الدراسة الضوء على إمكانات أنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئية في ليبيا الذي يتماشى مع تطلعات الدولة الليبية في التحول نحو الطاقات المتجددة وتلطيف الضرر البيئي، وتحقيق أهداف التنمية المستدامة